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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
1 緒 論
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加。換型不斷加快，使模具的需要不斷增加，而對(duì)模具的質(zhì)量要求越來越高。模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)中的作用越來越顯得更為重要。
模具是一種特殊的模型，用來塑造(制造)產(chǎn)品；從工藝的角度，模具是一種成型制品的特殊工藝裝備。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“工業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。 目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還比較的落后，主要原因是我國在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大。
隨著國民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢，因此對(duì)于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。
沖壓是一種先進(jìn)的少無切削加工方法，具有節(jié)能省材、效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、重量輕、加工成本低等一系列優(yōu)點(diǎn),在汽車、航空航天、儀器儀表、家電、電子、通訊、軍工、日常用品等產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用.據(jù)統(tǒng)計(jì)，薄板成型后，制造了相當(dāng)于原材料的12倍的附加值,在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值中，與其相關(guān)的產(chǎn)品占四分之一，在現(xiàn)代汽車工業(yè)中，沖壓件的產(chǎn)值占總產(chǎn)值的59%。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、在洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過在圖書館借閱相關(guān)手冊(cè)和書籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中難免有不妥之處，肯請(qǐng)各位老師指正。
設(shè)計(jì)者：任政
2008年6月2日
2 零件的工藝性分析
工件名稱：齒輪螺栓墊片
生產(chǎn)批量：大批量
材料：A3鋼
厚度：1mm
圖1 零件圖
2.1 零件的總體分析
該零件為齒輪螺栓墊片，材料為A3鋼，即為Q235的舊牌號(hào)，具有良好的塑性、韌性、冷沖壓性能，能夠進(jìn)行一般的沖壓加工。零件形狀較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，但零件對(duì)稱分布，有沖孔、落料兩個(gè)工序特征。
2.1.1外形落料的工藝性
齒輪螺栓墊片屬于中等尺寸零件，料厚1mm，外形較為復(fù)雜，采用圓弧過渡，以便于模具加工，減少熱處理開裂，減少?zèng)_裁時(shí)尖角處的崩刃和過快磨損，尺寸精度要求一般。
2.1.2沖孔的工藝性
有兩個(gè)11的孔，尺寸精度一般。
2.1.3沖裁件的孔邊距和孔間距
為避免工件變形和保證模具強(qiáng)度，孔邊距和孔間距不能過小?！?】其最小許可值當(dāng)?。?。根據(jù)工件的尺寸可得 ，所以工件的尺寸符合要求。
沖孔時(shí)因凸模強(qiáng)度限制孔的尺寸不應(yīng)太小，否則凸模易折斷，查表2.7.3【1】知，工件上孔的直徑大于或等于0.35倍的料度即。由任務(wù)書零件圖易于看出工件的尺寸符合要求。
2.1.4尺寸精度
圖示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級(jí)，尺寸精度較低，符合一般沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。
3 工藝方案的確定
該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞虾蜎_孔，可擬訂出以下三種工藝方案。
方案一：單工序模生產(chǎn)。
方案二：落料沖孔復(fù)合模。
方案三：沖孔落料級(jí)進(jìn)模。
采用方案一，生產(chǎn)率低，工件的累計(jì)誤差大，操作不方便，由于該工件為大批量生產(chǎn)，方案二和方案三更具有優(yōu)越性。
該零件φ11mm的孔與外圓之間的最小距離為4.5mm，大于此凸凹模允許的最小壁厚（2.7mm）（1），可以采用沖孔、落料復(fù)合模或沖孔、落料連續(xù)模。但復(fù)合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜但由于零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，模具制造并不困難。級(jí)進(jìn)模雖生產(chǎn)率也高，但零件的沖裁精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜。通過對(duì)上述三種方按的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方按二的復(fù)合模為佳。
4 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算
設(shè)計(jì)復(fù)合模時(shí)，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖。根據(jù)工件的形狀選擇有廢料排樣，且為直排的形式，雖然材料的利用率低于少廢料和無廢料排樣，但工件的精度高，且易于保證工件外形的圓角。
4.1確定搭邊與搭肩值
搭邊和搭肩值一般是由經(jīng)驗(yàn)確定的，查表2.5.2【1】。取最小搭邊值為，最小搭肩值。
4.2確定零件的排樣方案
設(shè)計(jì)模具時(shí)，條料的排樣很重要。分析零件形狀可知，確定排樣方案：條料從右至左送進(jìn)，落料凸模的沖壓力比較均勻，零件形狀精度容易保證。條料的排樣如圖2所示。
圖2 排樣方案
4.3計(jì)算送料步距和條料的寬度
按如上排樣方式，并根據(jù)工件的尺寸確定送料步距為搭肩值與工件寬度之和。即
查表2.5.3可知條料寬度單向偏差為0.50mm，由公式計(jì)算如下：
所以確定條料的寬度B為
導(dǎo)料板間距離（無側(cè)壓裝置）
—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸。
—搭邊值
C—導(dǎo)料板與條料之間的間隙（查表2.5.5）
4.4計(jì)算材料的利用率
根據(jù)一般的市場供應(yīng)情況，原材料選用的冷扎薄鋼板。每塊可剪規(guī)格條料16條，材料剪切利用率達(dá)96％。
材料利用率通用公式【1】
式中A—一個(gè)沖裁剪的面積。
n— 一個(gè)步距內(nèi)的沖裁件數(shù)量。
B—條料寬度。
S—步距。
材料利用率：
5 計(jì)算沖壓力和初選壓力機(jī)
5.1沖裁工序總力的計(jì)算
由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本模具采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模。考慮到模具刃部被磨損、凸凹模不均勻和波動(dòng)、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響。本模具采用普通平刃口模具沖裁，其沖裁力P按下式計(jì)算：
式中 P—沖裁力（KN）。
K—系數(shù)，一般取1.3
L—沖裁件剪切周邊長度（mm）。
t—沖裁件材料厚度（mm）
—被沖材料的抗剪強(qiáng)度。
上式中抗剪強(qiáng)度與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊(cè)中查詢，為方便計(jì)算，可取材料的，故沖裁力表達(dá)式又可表示為：
查手冊(cè)【3】的 取極限值
查表2.6.1【1】卸料力系數(shù)
卸料力
推件力
—推件力系數(shù),由手冊(cè)查得
n—同時(shí)卡在凹模的工件(或廢料)數(shù),其中n=h/t
h—凹模刃部直壁洞口高度（mm），
t—料厚( mm)
查手冊(cè)【5】表2.9.4 可得和h=6mm,故n=6/1.5＝4
工序總力
5.2初選壓力機(jī)
壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于工序總力。
查手冊(cè)【2】初選開式可傾壓力機(jī)參數(shù)初選壓力機(jī)型號(hào)為J23-16和J23-25，見表一。
表一 所選擇壓力機(jī)的相關(guān)參數(shù)
型號(hào)
公稱壓力/kN
滑塊行程/mm
最大封閉高度/mm
工作臺(tái)尺寸/mm
可傾斜角/。
封閉高度調(diào)節(jié)量/mm
J23-16
160
55
220
300×450
35
45
J23-25
250
65
270
370×560
30
55
5.3 確定壓力中心
用解析法求模具的壓力中心的坐標(biāo)。按比例畫出零件尺寸，選用坐標(biāo)系XOY。如下圖3所示。因零件左右對(duì)稱，即xc＝0。故只需計(jì)算yc。將工件沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、…L10、L11基本線段，求出各段長度的重心位置:
L1＝40mm Y1=27mm
L2＝9.948mm Y2=25.44mm
L3＝5.39mm Y3=20.91mm
L4＝5mm Y4=17mm
L5＝5.39mm Y5=13.09mm L6＝3.84mm Y6=10.05mm
L7＝6.26mm Y7=3.92mm
L8＝5mm Y8=0mm
L9＝4.87mm Y9=3.38mm 圖3 壓力中心的計(jì)算
L10＝28.29mm Y10=7mm
L11＝34.54mm Y11=17mm
6 模具結(jié)構(gòu)形式的選擇與確定
6.1 模具類型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用倒裝復(fù)合沖壓，所以模具類型為倒裝復(fù)合模。
6.2定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，所以選用導(dǎo)料銷和擋料銷來實(shí)現(xiàn)對(duì)沖裁條料的定位。
6.3導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工作質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
6.4 卸料方式
該模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料直接由沖孔凸模從凸凹模內(nèi)孔推下。工件厚度為1mm，料厚相對(duì)較厚，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。
6.5 送料方式
采用手動(dòng)送料。
7 模具工作零部件刃口尺寸的計(jì)算
該零件屬于無特殊要求的一般沖孔落料件，外形尺寸由落料獲得，小孔尺寸則由沖孔得到。
查表2.3.3可知
又模具的精度等級(jí)為IT14級(jí)。
查表2.2【4】 取
7.1沖裁孔的凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算
凸模尺寸
凹模尺寸
校核：
即 滿足公差間隙條件。
7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計(jì)算
此落料件為形狀較為復(fù)雜的零件，所以利用凸凹模配作法，這種方法有利于獲得最小的合理間隙，放寬對(duì)模具的加工設(shè)備的精度要求。
以落料凹模為基準(zhǔn)件，由公差表查得工件個(gè)尺寸的公差等，確定x
采用配作法，計(jì)算凹模的刃口尺寸，首先是根據(jù)凹模磨損后輪廓變化情況正確判斷出模具刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大還是變小，還是不變這三種情況，然后分別按不同的計(jì)算公式計(jì)算。
a、凹模磨損后會(huì)增大的尺寸-------第一類尺寸A
第一類尺寸：
b、凹模磨損后會(huì)減小的尺寸-------第二類尺寸B
第二類尺寸：
c、凹模磨損后會(huì)保持不變的尺寸 第三類尺寸C
第三類尺寸：
其落料凹模的基本尺寸計(jì)算如下：
第一類尺寸：磨損后增大的尺寸：
第三類尺寸：磨損后基本不變的尺寸：
圖4 落料凹模刃口部分尺寸
落料凸模的基本尺寸與凹模相同，分別是71.63mm、16.785mm、4.775mm、19.74mm、39.69mm，不必標(biāo)注公差，但要在技術(shù)條件中注明：凸模實(shí)際刃口尺寸與落料凹模配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin=0.100（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖4、5）
圖5 落料凸模刃口部分尺寸
8 模具主要零部件設(shè)計(jì)
8.1工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
8.1.1落料凹模的設(shè)計(jì)
凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割加工。安排凹模在模架上的位置時(shí)，要依據(jù)計(jì)算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。整體式凹模裝于下模座上, 凹模高度可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，即
凹模高度H=Kb
凹模壁厚C=(1.5～2)H
式中b----凹?？椎淖畲髮挾龋ǖ獴不小于15mm）
C-----凹模壁厚， 指刃口至凹模外形邊緣的距離
K=系數(shù)（查表2－40【5】K=0.22）
凹模高度H=Kb=0.22×71.63=15.76mm
按表取標(biāo)準(zhǔn)值H=16mm
凹模壁厚C= C=(1.5～2)H =24mm～32mm（）
凹模壁厚取32mm。
凹模寬度
凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7～2.0）d,
圖6 凹模上的螺孔設(shè)計(jì)與選用
d為螺孔的距離，由于凹模厚度為16mm，所以根據(jù)表2.46【2】查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖6 。
螺孔到凹模外緣的最小距離【6】：
a2=1.5d=1.5×8=12mm
a3=1.13d=1.138≈9mm
凹模上螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于16。
根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板160×125×16（JB/T7643.1）【6】
8.1.2 沖孔凸模的設(shè)計(jì)
因?yàn)樗鶝_的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護(hù)的小凸模，所以沖孔凸模采用臺(tái)階式。一方面加工簡單，另一方面便于裝配與更換。
查表1－214【5】沖兩個(gè)孔的圓形凸?？蛇x用標(biāo)準(zhǔn)件B型式。如圖7所示。
圖7 沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式
凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計(jì)算：
L=h1+h2+h3+h
式中 L—凸模長度， mm
h1—凸模固定板高度，mm
h2—卸料板高度，mm
h3—導(dǎo)料板高度，mm
h—附加高度，一般取15~20mm
沖裁11mm孔凸模尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）
小凸模長度 L=20+14+6+18=58mm
由小凸模刃口d=11.15mm查手冊(cè)【2】表2.54可知 h=5mm, D1=16mm, D=15mm, L=58㎜。
小凸模強(qiáng)度校核
要使凸模正常工作，必須使凸模最小斷面的壓應(yīng)力不超過凸模材料的許用壓應(yīng)力，即
對(duì)于圓形凸模
式中 —圓形凸模最小截面直徑，mm
t—沖裁材料厚度，mm
—沖裁材料的抗剪強(qiáng)度，取140Mpa【3】
—凸模材料許用強(qiáng)度，取120Mpa【3】
dmin≥==4.67mm 所以承壓能力足夠。
抗縱向彎曲力校核
對(duì)于圓形凸模（有導(dǎo)向裝置）
式中 Lmax ——允許的凸模最大自由長度，mm
F ——沖模力,N
ｄ——凸模最小截面的直徑，mm
= =631.99mm 所以長度適宜。
凸模固定端面的壓力
q =<
式中 q—凸模固定端面的壓力，MPa
F—落料或沖孔的沖裁力，N
—模座材料許用壓應(yīng)力（查表得120～160Mpa【3】）
q ==0.91MPa
凸模固定板端面壓力小于120～160Mpa，凸模固定板承受的壓力合適。
8.1.3落料凸模（凸凹模）的設(shè)計(jì)
結(jié)合工件外形并考慮加工，外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個(gè)M8的螺釘固定在墊板上，凸模按下式計(jì)算：
L=h1+h2+h3+h
其中： h1為固定板厚度（20 mm），h2為卸料板厚度（14mm），h3為導(dǎo)料板厚度（6 mm）， h為附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。
所以：L=20+14+6+1+17=58 mm
凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊(cè)【5】表15.57可得160×125×20。
8.2定位裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
8.2.1擋料銷及導(dǎo)料銷的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
由設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可得該套模具所用擋料銷與導(dǎo)料銷的規(guī)格尺寸一樣，根據(jù)手冊(cè)【4】選用。
型號(hào)：JB/T7649.9 6×25mm
材料為45鋼的圓柱擋料銷,硬度43～48HRC
8.2.2擋料銷與導(dǎo)料銷位置的確定
由模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，導(dǎo)料銷及導(dǎo)料銷都應(yīng)通過卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具閉合狀態(tài)下，應(yīng)高出卸料板3mm【1】。
根據(jù)分析選用廢料孔后端定位時(shí)擋料銷位置如圖8
圖8 擋料銷的位置
L=D/2+C+d/2+0.1
=[72/2+74.2+6/2+0.1]mm=113.3mm
8.2.3導(dǎo)料銷位置的確定
導(dǎo)料銷位于條料的同一側(cè)，采用從右向左的送料方式，送料的方向?qū)Я箱N應(yīng)裝在后側(cè)。
8.3卸料裝置的設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化【7】
8.3.1彈性卸料板的結(jié)構(gòu)形式
模具采用倒裝結(jié)構(gòu)，選用手冊(cè)【6】圖7－7（b）的卸料板形式。由表7－8查得彈性卸料板厚度為12mm。裝模具時(shí)卸料板孔與凸凹模得單邊間隙為0.10mm，在模具開啟狀態(tài)，卸料板應(yīng)高出模具凸凹模工作刃口0.3～0.5mm，以便順利卸料，卸料板的工作行程為3.5mm。
8.3.2卸料螺釘?shù)倪x用
采用圓柱頭卸料螺釘45鋼，熱處理硬度35～45HRC
規(guī)格 M12×90 JB/T7650.5
8.3.3卸料彈簧的設(shè)計(jì)及選用
根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初選6根彈簧，每根彈簧的卸料力為：
根據(jù)預(yù)壓力和模具結(jié)構(gòu)尺寸,查手冊(cè)【5】試選彈簧的具體參數(shù)是:D=35mm, d=6mm, H0=120mm , t=14.5mm, F許=960N, H1=88.4mm, 并計(jì)算如下：
，
校核：＞
所以所選彈簧是合適的。
彈簧的規(guī)格為：
外 徑：D=35mm
鋼絲直徑：d=6mm
自由高度：H0=120mm
裝配高度：H2=H0-△H0 =120mm－26.04mm＝93.96mm
8.4推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【5】
8.4.1剛性推件裝置的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化
本套模具的推件裝置所需推件力大，且為了推件平穩(wěn)可靠，應(yīng)采用剛性推件裝置。其結(jié)構(gòu)形式見手冊(cè)【5】
8.4.2推件塊的設(shè)計(jì)
本推件塊的端面外形應(yīng)跟落料凹模的刃口形狀一致，整體外形應(yīng)設(shè)計(jì)成臺(tái)階式以便與凹模配合完成推件，而在沖裁時(shí)不致與把推件塊推出滑到模外。推件塊在自由狀態(tài)下應(yīng)高出凹模面0.2～0.5mm。
推件塊和凹模的配合：由于外形件的相對(duì)尺寸較大，外形形狀相對(duì)復(fù)雜，所以推件內(nèi)形與凹模為間隙配合H8/f8，推薦外形與凹模為非配合關(guān)系，屬內(nèi)導(dǎo)向。
8.4.3連接推桿的選用
為了使推件裝置推出平穩(wěn)采用3根推桿。每根推桿所承受的力為：
由手冊(cè)查取適合本裝置的推桿規(guī)格為：φ6×65mm
8.4.4推板的設(shè)計(jì)
由推出結(jié)構(gòu)需要，推板適宜選用圓形即手冊(cè)的A型。
8.4.5打桿的設(shè)計(jì)
打桿選用帶肩A型打桿與推板配合以起到平穩(wěn)推件作用。
其材料45鋼 熱處理硬度43～48HRC
規(guī)格： A11×110mm JB/T7650.1
8.5支撐固定零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
由凹模周界L＝160mm,B=125mm，及卸料板的外形尺寸，材料選為HT200,0I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架。技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。
8.5.1模架的選用
上模座標(biāo)記：160×125×40 GB/T2855.5
下模座標(biāo)記：160×125×50 GB/T2855.6
模柄標(biāo)記： Bφ40×90 GB/T2862.3—81（見于手冊(cè)5）
8.5.2 凸模固定板的設(shè)計(jì)
因凸凹模的尺寸較大所以直接用螺釘緊固在下模座上。
凸模固定板的設(shè)計(jì):
為了保證安裝、固定牢靠，凸模固定板必須有一定的厚度，由經(jīng)驗(yàn)公式【6】計(jì)算凸模固定板厚度。
H=（1～1.5）D=（1～1.5）×11.215mm＝11.215mm～16.823mm
查手冊(cè)【6】表7-2本模具取H=16mm，其外形尺寸應(yīng)與凹模的外形尺寸一致規(guī)格為160mm×125mm×16mm
8.5.3墊板的設(shè)計(jì)【6】
在本模具采用的彈性卸料裝置中，上模座中設(shè)有推板等零件的裝置和讓位空間，會(huì)使的其厚度變薄，影響其抗壓強(qiáng)度，所以應(yīng)設(shè)一塊墊板。其規(guī)格根據(jù)凹模外形尺寸選取160mm×125mm×12mm。
8.6導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本組模具采用的是后側(cè)導(dǎo)柱模座只需兩對(duì)相同型號(hào)的導(dǎo)柱導(dǎo)套。本模具沖裁間隙小應(yīng)按H6/h5配合，材料選用20鋼熱處理要求滲碳深度0.8～1.2mm，硬度58～62HRC ，技術(shù)要求按JB/T8070—1995的規(guī)定。
導(dǎo)柱標(biāo)記： B20h5×100×30 GB/T2861.2
導(dǎo)套標(biāo)記： B20H6×45×23 GB/T2861.2
8.7 緊固零件的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)化【6】
本模具采用螺釘固定，銷釘定位。其具體數(shù)據(jù)如下：
內(nèi)六角圓柱頭螺釘標(biāo)記：GB/T70.1 M10×70
螺釘標(biāo)記：GB/T5782 M12×35
銷釘標(biāo)記：GB/T11.21 8m6×80
9 沖壓設(shè)備的的選用
通過前面的設(shè)計(jì)知道，上模座厚度為40mm，上模墊板厚度為12mm，固定板厚度為16mm，凸模長度為58mm，凹模厚度為16mm，下模座厚度為50mm，凸模沖裁后進(jìn)入凹模的深度為2mm。
該模具的閉合高度：
模具閉合高度159mm,根據(jù)前面初選的壓力機(jī)，選擇JC23—25型壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸為370×560mm,最大閉合高度為270mm，連桿調(diào)節(jié)長度為55mm.最終經(jīng)過校核，選擇JC23—25型壓力機(jī)能滿足使用要求。
其主要技術(shù)參數(shù)如下：
工稱壓力：250KN
滑塊行程：55mm
最大閉合高度270mm
最大裝模高度：250mm
連桿調(diào)節(jié)長度：55mm
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）：360mm×560mm
墊板尺寸（厚度×孔徑）：40mm×210mm
模柄孔尺寸:φ60×75mm
最大傾斜角度：300
10 模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì)，可得到模具的總裝圖（裝配圖見附圖）。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模固定板、凹模板、推件塊等組成。推件方式由剛性推件裝置憑借壓力機(jī)的壓力來完成廢料的推出。下模部分由下模座、凸凹模、卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以彈簧為彈性元件。
其工作過程是：條料在送進(jìn)模具時(shí)由擋料銷限位，導(dǎo)料銷導(dǎo)向，使得條料精確定位。模具在工作時(shí)，上模部分隨壓力機(jī)下行，當(dāng)上模部分與條料接觸時(shí)，卸料板起壓料作用與凹模一起作用將條料壓緊隨上模下行，壓力機(jī)滑塊繼續(xù)下行沖孔凸模進(jìn)入凸凹模在壓力及刃口作用下完成沖裁。
壓力機(jī)滑塊回程，上模部分跟著一起上行，在打料桿等一系列推件裝置的作用下將制件推出凹模腔內(nèi)，沖孔廢料從凸凹模型孔內(nèi)落下，與此同時(shí)卸料板在彈簧恢復(fù)的作用下也將條料從凸凹模上撥落下來，完成卸料，卸料裝置復(fù)位。條料再送進(jìn)一個(gè)步距等待下一次回程沖裁。
結(jié)束語
齒輪螺栓墊片屬于形狀較為復(fù)雜的沖壓件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計(jì)算確定本制件的排樣方案及沖裁力，然后選取合適的壓力機(jī)。本設(shè)計(jì)主要的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是工件為外形是圓弧過渡，工件為非對(duì)稱件，必須計(jì)算好壓力中心使壓力中心與壓力機(jī)的滑塊中心相重合。最后根據(jù)上面的設(shè)計(jì)繪出模具的總裝圖。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)三年學(xué)習(xí)中的最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過在新飛電器有限公司、洛陽中國一拖的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過程中，難免遇到了一定的困難，但在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致 謝
首先感謝本人的導(dǎo)師原紅玲老師，她對(duì)我的仔細(xì)審閱了本文的全部內(nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容提出了許多建設(shè)性建議。原紅玲老師淵博的知識(shí)，誠懇的為人，她我受益匪淺，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，特別是遇到困難時(shí)，她給了我鼓勵(lì)和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！
感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。
感謝和我在一起進(jìn)行課題研究的同窗同學(xué)，和他們?cè)谝黄鹩懻摗⒀芯渴刮沂芤娣菧\。
最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)、生活中認(rèn)識(shí)了很多可敬的老師和可親的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！
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